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【摘要】在《工程材料》课程的教学过程中，通过挖掘其中蕴涵的唯物辩证法知识，将自然科学范畴的材料科学专业知识与人文科学范畴的哲学知识有机地结合起来，不但能加深学生对本课程的理解和掌握，还能培养学生科学的思维方法。这对大学生知识水平和综合思维能力的提升具有重要作用。
【关键词】工程材料 唯物辩证法 思维能力
【基金项目】国家自然科学基金资助项目，硅藻群落生物再生水玻璃旧砂机理研究（51405348）;湖北省级大学生创新创业训练计划项目（201413240010）。
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）05-0224-01
《工程材料》是机械及材料学科的主干课程之一，实践性和应用性很强，同时有些理论又具有很高的认知难度。由于学生的生活、生产经验有限，学习方法和认知水平上又有所缺乏，造成学习过程中，常常感到非常吃力，难以理解。
对于这样一门专业性很强的专业基础课程，本文给出一种运用唯物辩证法来学习和理解工程材料相关知识和理论的思路，在教学过程中，教师可以运用唯物辨证主义思维，揭示、并引导学生自己去发现工程材料学中的内在规律。这样，不但能使学生较好的掌握专业基础知识，还能培养学生的科学思维方法，为今后的学习和工作打下良好的基础。
1.唯物辨证主义思维运用于自然学科教学的意义
在自然学科的教学过程中，适当、合理的运用唯物辨证法，关键是思维方式的转变，从单纯的专业视野拓展到哲学视野，站在哲学的高度重新看待自然科学知识，运用哲学思维进行自然学科课程的解读与教学，它具有新的意义和价值。
1.1提升了理解方式的新高度。
对于中小学生而言，学习的过程很大成分上就是记忆，而对于大学生而言，由于所学课程涉及到许多艰深晦涩难懂的理论，且信息量大，知识更新快，所以理解的重要性远大于记忆。但是，理工科学生的理解视野往往是不够宽广的，高中阶段的文理分科制度使得他们较少接触人文思想和哲学思维，他们的理解层次主要集中事实和自然科学定律、简单逻辑、数理方法等几个方面。但这对于大学生及研究生来说远远不够，有必要把理解的方式提升一个高度，从哲学和方法论的层面来进行，以提高学生的思维能力和理解水平。
1.2提供了通识教育的新思路。
在知识大爆炸的时代，大学教学中，大家逐渐认同了通识教育的重要性[1]，但实践效果却不尽如人意。通识教育价值在于“通”字，一方面指的是各门学科之间的触类旁通、融会贯通;另一方面指的是在任何时代、任何变迁下，最基本、最不会变的东西。由于不同门类、不同学科之间的知识体系的巨大差异，很难直接相通。而哲学是是自然科学、社会科学和思维科学的概括和总结，因此本文提出把自然科学的知识进行哲学凝练，用哲学的观点来阐释自然科学的原理和规律，在自然科学课程的教学过程中运用，为解决大学通识教育的问题提供了一条新的思路。
2.工程材料中的唯物辨证主义思想
工程材料学是一门技术科学，在理论研究的基础上更偏重于具体实践，是基础科学和工程技术之间的桥梁和纽带。工程材料科学当中蕴涵着丰富的唯物辨证主义思想[2、3]。
2.1内因和外因
唯物辩证法认为：在事物的发展中，内因和外因同时存在，缺一不可，事物的发展是内因和外因共同起作用的结果。内因是事物变化发展的根据，外因是事物发展的条件，外因通过内因起作用。液态金属材料凝固时，在液相中会产生具有固相结构的小核心，这就是凝固的内因，足够大的过冷度是凝固的外因，当外因条件具备时，这些小核心就能长大，直至完全凝固。
2.2 矛盾的普遍性和特殊性
唯物辩证法认为：矛盾是普遍存在的，同时又有其特殊性，掌握矛盾的普遍性，可以做到举一反三;注意矛盾的特殊性，就不会生搬硬套同义词。例如，热处理的根本原理在于通过对材料进行加热、保温、冷却的过程，来改变材料的内部组织，获得所需的性能。一般教材中，热处理的基本原理和工艺都是以碳钢为例来讲的，但是这种普适性的原理不仅适用于碳钢，合金钢、铸铁、有色金属，甚至某些非金属材料也是适用的，这体现了矛盾的普遍性。对于淬火这种热处理工艺而言，用在碳钢上可以使组织转变为马氏体，提高了硬度;而用在奥氏体不锈钢上则使组织转变为单相的奥氏体，提高了耐蚀性。这就反映了矛盾的特殊性。
2.3 主要矛盾和次要矛盾
唯物辩证法认为：复杂事物发展过程包含主要矛盾和次要矛盾，主要矛盾在事物发展过程中处于支配地位、对事物发展起决定作用，首先应该抓住主要矛盾;另外，主要矛盾和次要矛盾不是绝对不变的，在一定条件下可以相互转化。在实际应用中，能够为零部件正确的选择不同的工程材料非常重要。对于需要受力的机械零件而言，保证所选材料的力学性能满足使用性要求就是主要矛盾，首先必须满足;但对于在腐蚀环境下使用的机械零件而言，对材料耐蚀性的要求就上升为了主要矛盾，应选用耐蚀性较好的材料。
2.4 矛盾对立统一规律
唯物辩证法认为：一切存在的事物都由既相互对立、又相互统一的一对矛盾组合而成，看似水火不相容的一对矛盾，也可以统一。例如，碳钢的力学性能中，强度、硬度与塑性、韧性是一对矛盾，存在着此消彼长的趋势，强度、硬度越好，那么塑性、韧性往往较差，要提高强度、硬度就会降低塑性、韧性，这正是对立统一规律的具体体现。
2.5 具体问题具体分析
唯物辩证法认为：世界上没有完全相同的事物，具体问题要具体分析，避免教条主义和主观主义。例如，在常用的工程材料中，不锈钢是耐蚀性较好的材料，但是，在富含Cl-的环境中它很快就会被腐蚀。因此，对工程材料的耐蚀性评价必须针对不同的具体环境，具体问题具体分析，而不能一概而论。
2.6 事物的两面性
唯物辩证法认为：事物都有两面性，缺点用在另一个地方可能变成优点。例如，在碳钢中，硫元素和磷元素一般被认为是有害的，因为硫会引起钢的“热脆”，而磷则会引起钢的“冷脆”，并且这两种元素均降低钢的焊接性能。但是换个角度思考，所谓废品只不过是放错了地方的宝贝，是否有能够用到这些“缺点”的地方呢。利用这种易脆的特性，用来制造炮弹的弹壳，不是正好可以增加弹片的碎化程度，提高炮弹的杀伤力。
3.结语
人们进行任何活动时，都会自觉或不自觉地以辩证唯物主义的世界观为指导。在自然科学课程的教学过程中，如果能够把哲学的基本原理与课程的具体内容结合起来，不但能帮助学生加深对自然科学课程知识的理解，还能潜移默化的帮助学生树立正确的世界观，掌握科学的方法论。
参考文献：
[1]吴锵.从博雅教育、通识教育到人文素质教育[J].南京理工大学学报（社会科学版），2004，17（2）： 71-75.
[2]王慧龙，丁一刚，郑家，等.新材料与社会经济技术发展关系的哲学思考[J].科学技术与辩证法， 2001， 18（2）： 26-29.
[3]陈美宝，蔡强，江宇蓉.关于材料科学研究的哲学思考[J].重庆科技学院学报（自然科学版），2007， 9（4）： 31-34.
作者简介：
王军（1976-），男，湖北武汉人，博士，武汉纺织大学机械工程与自动化学院讲师。
【关键词】工程材料 唯物辩证法 思维能力
【基金项目】国家自然科学基金资助项目，硅藻群落生物再生水玻璃旧砂机理研究（51405348）;湖北省级大学生创新创业训练计划项目（201413240010）。
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）05-0224-01
《工程材料》是机械及材料学科的主干课程之一，实践性和应用性很强，同时有些理论又具有很高的认知难度。由于学生的生活、生产经验有限，学习方法和认知水平上又有所缺乏，造成学习过程中，常常感到非常吃力，难以理解。
对于这样一门专业性很强的专业基础课程，本文给出一种运用唯物辩证法来学习和理解工程材料相关知识和理论的思路，在教学过程中，教师可以运用唯物辨证主义思维，揭示、并引导学生自己去发现工程材料学中的内在规律。这样，不但能使学生较好的掌握专业基础知识，还能培养学生的科学思维方法，为今后的学习和工作打下良好的基础。
1.唯物辨证主义思维运用于自然学科教学的意义
在自然学科的教学过程中，适当、合理的运用唯物辨证法，关键是思维方式的转变，从单纯的专业视野拓展到哲学视野，站在哲学的高度重新看待自然科学知识，运用哲学思维进行自然学科课程的解读与教学，它具有新的意义和价值。
1.1提升了理解方式的新高度。
对于中小学生而言，学习的过程很大成分上就是记忆，而对于大学生而言，由于所学课程涉及到许多艰深晦涩难懂的理论，且信息量大，知识更新快，所以理解的重要性远大于记忆。但是，理工科学生的理解视野往往是不够宽广的，高中阶段的文理分科制度使得他们较少接触人文思想和哲学思维，他们的理解层次主要集中事实和自然科学定律、简单逻辑、数理方法等几个方面。但这对于大学生及研究生来说远远不够，有必要把理解的方式提升一个高度，从哲学和方法论的层面来进行，以提高学生的思维能力和理解水平。
1.2提供了通识教育的新思路。
在知识大爆炸的时代，大学教学中，大家逐渐认同了通识教育的重要性[1]，但实践效果却不尽如人意。通识教育价值在于“通”字，一方面指的是各门学科之间的触类旁通、融会贯通;另一方面指的是在任何时代、任何变迁下，最基本、最不会变的东西。由于不同门类、不同学科之间的知识体系的巨大差异，很难直接相通。而哲学是是自然科学、社会科学和思维科学的概括和总结，因此本文提出把自然科学的知识进行哲学凝练，用哲学的观点来阐释自然科学的原理和规律，在自然科学课程的教学过程中运用，为解决大学通识教育的问题提供了一条新的思路。
2.工程材料中的唯物辨证主义思想
工程材料学是一门技术科学，在理论研究的基础上更偏重于具体实践，是基础科学和工程技术之间的桥梁和纽带。工程材料科学当中蕴涵着丰富的唯物辨证主义思想[2、3]。
2.1内因和外因
唯物辩证法认为：在事物的发展中，内因和外因同时存在，缺一不可，事物的发展是内因和外因共同起作用的结果。内因是事物变化发展的根据，外因是事物发展的条件，外因通过内因起作用。液态金属材料凝固时，在液相中会产生具有固相结构的小核心，这就是凝固的内因，足够大的过冷度是凝固的外因，当外因条件具备时，这些小核心就能长大，直至完全凝固。
2.2 矛盾的普遍性和特殊性
唯物辩证法认为：矛盾是普遍存在的，同时又有其特殊性，掌握矛盾的普遍性，可以做到举一反三;注意矛盾的特殊性，就不会生搬硬套同义词。例如，热处理的根本原理在于通过对材料进行加热、保温、冷却的过程，来改变材料的内部组织，获得所需的性能。一般教材中，热处理的基本原理和工艺都是以碳钢为例来讲的，但是这种普适性的原理不仅适用于碳钢，合金钢、铸铁、有色金属，甚至某些非金属材料也是适用的，这体现了矛盾的普遍性。对于淬火这种热处理工艺而言，用在碳钢上可以使组织转变为马氏体，提高了硬度;而用在奥氏体不锈钢上则使组织转变为单相的奥氏体，提高了耐蚀性。这就反映了矛盾的特殊性。
2.3 主要矛盾和次要矛盾
唯物辩证法认为：复杂事物发展过程包含主要矛盾和次要矛盾，主要矛盾在事物发展过程中处于支配地位、对事物发展起决定作用，首先应该抓住主要矛盾;另外，主要矛盾和次要矛盾不是绝对不变的，在一定条件下可以相互转化。在实际应用中，能够为零部件正确的选择不同的工程材料非常重要。对于需要受力的机械零件而言，保证所选材料的力学性能满足使用性要求就是主要矛盾，首先必须满足;但对于在腐蚀环境下使用的机械零件而言，对材料耐蚀性的要求就上升为了主要矛盾，应选用耐蚀性较好的材料。
2.4 矛盾对立统一规律
唯物辩证法认为：一切存在的事物都由既相互对立、又相互统一的一对矛盾组合而成，看似水火不相容的一对矛盾，也可以统一。例如，碳钢的力学性能中，强度、硬度与塑性、韧性是一对矛盾，存在着此消彼长的趋势，强度、硬度越好，那么塑性、韧性往往较差，要提高强度、硬度就会降低塑性、韧性，这正是对立统一规律的具体体现。
2.5 具体问题具体分析
唯物辩证法认为：世界上没有完全相同的事物，具体问题要具体分析，避免教条主义和主观主义。例如，在常用的工程材料中，不锈钢是耐蚀性较好的材料，但是，在富含Cl-的环境中它很快就会被腐蚀。因此，对工程材料的耐蚀性评价必须针对不同的具体环境，具体问题具体分析，而不能一概而论。
2.6 事物的两面性
唯物辩证法认为：事物都有两面性，缺点用在另一个地方可能变成优点。例如，在碳钢中，硫元素和磷元素一般被认为是有害的，因为硫会引起钢的“热脆”，而磷则会引起钢的“冷脆”，并且这两种元素均降低钢的焊接性能。但是换个角度思考，所谓废品只不过是放错了地方的宝贝，是否有能够用到这些“缺点”的地方呢。利用这种易脆的特性，用来制造炮弹的弹壳，不是正好可以增加弹片的碎化程度，提高炮弹的杀伤力。
3.结语
人们进行任何活动时，都会自觉或不自觉地以辩证唯物主义的世界观为指导。在自然科学课程的教学过程中，如果能够把哲学的基本原理与课程的具体内容结合起来，不但能帮助学生加深对自然科学课程知识的理解，还能潜移默化的帮助学生树立正确的世界观，掌握科学的方法论。
参考文献：
[1]吴锵.从博雅教育、通识教育到人文素质教育[J].南京理工大学学报（社会科学版），2004，17（2）： 71-75.
[2]王慧龙，丁一刚，郑家，等.新材料与社会经济技术发展关系的哲学思考[J].科学技术与辩证法， 2001， 18（2）： 26-29.
[3]陈美宝，蔡强，江宇蓉.关于材料科学研究的哲学思考[J].重庆科技学院学报（自然科学版），2007， 9（4）： 31-34.
作者简介：
王军（1976-），男，湖北武汉人，博士，武汉纺织大学机械工程与自动化学院讲师。